Паралельний всесвіт. Фізики знайшли нові докази існування альтернативних світів
Наукпоп29 січня 2023, 07:07
У середині минулого століття американський фізик-теоретик Річард Філліпс Фейнман припустив, що кожна елементарна частка рухається в нескінченній кількості напрямків.
Присвоївши кожному з цих напрямків число і склавши їх, Фейнман став автором методу континуальних інтегралів, які також називають інтеграли за напрямками чи інтеграли Фейнмана. Цей метод досі використовують для прогнозування поведінки будь-якої квантової системи.
Згодом послідовники Фейнмана трохи змінили його метод, додавши до нього одну з ключових властивостей макроскопічних систем — передачу та перетворення енергії.
Цими послідовниками стали астрофізик Ніл Турок з Единбурзького університету та космолог Латам Бойль з інституту теоретичної фізики Периметр у Ватерлоо. Нещодавно вони опублікували результати найактуальнішого дослідження про ентропію Всесвіту, яка характеризує ступінь невпорядкованості та теплового стану Всесвіту.
Турок і Бойль дійшли суперечливих висновків про те, що у нашого Всесвіту може бути безліч двійників.
Передплатіть NV Преміум та читайте без обмежень
Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою
Гігантський мультивсесвіт
Головною проблемою у розрахунках фізиків-теоретиків із Шотландії та Канади стало те, що основні закони термодинаміки (що відповідає за передачу енергії) працюють тільки на рівні макросистем, та їх неможливо застосувати до елементарних частинок.
На допомогу прийшла концепція уявного часу, що дозволяє об'єднати квантову механіку та статистичну фізику. Найвідомішим популяризатором цієї концепції був Стівен Хокінг.
«Насправді у Всесвіту є початок і кінець, які відповідають сингулярностям, що утворюють межу простору-часу і в яких порушуються закони науки. В уявному часі немає ані сингулярностей, ані кордонів. Тож, можливо, саме те, що ми називаємо уявним часом, насправді фундаментальнішим, а те, що ми називаємо часом реальним, — це якесь суб'єктивне уявлення, яке виникло у нас під час спроб описати, яким ми бачимо Всесвіт», — писав Хокінг у своїй книзі Коротка історія часу.
Уявний час також є однією з двох основних складових повороту Віка — методу вирішення завдань, що пов’язує статистичну та квантову механіку.
Використовуючи цей метод, Турок і Бойль вивели найуніверсальніше рівняння для обчислення ентропії Всесвіту, яке містить «широкий діапазон космічних макростанів, що визначаються випромінюванням, матерією, кривизною і щільністю темної енергії».
Нагадаємо, згідно з однією з основних космологічних моделей лямбда-холодної темної матерії (LCDM), в космосі міститься близько 70% темної енергії (енергіі вакууму), 25% темної матерії (матерія, яка не бере участі в електромагнітному взаємодії) і 5% звичайної матерії. Саме темна енергія відповідає за прискорення розширення Всесвіту та, відповідно, постійне збільшення її ентропії.
Саме це рівняння дало можливість вченим припустити, що поточне значення ентропії враховує всі можливі способи, за допомогою яких можна переплутати всі атоми простору-часу, і все одно отримати Всесвіт із заданою загальною історією, включно з його кривизною та щільністю темної енергії.
Латам Бойль назвав це «гігантським мішком з кульками, кожен з яких є окремим всесвітом». Деякі з цих всесвітів можуть мати негативну кривизну, деякі — більші або менші за темну енергію, але в більшості показників вони будуть схожі на наш Всесвіт.
«Наш розрахунок дає величезну мотивацію людям, які намагаються збудувати мікроскопічні теорії квантової гравітації. Ця теорія зрештою пояснить великомасштабну геометрію Всесвіту», — заявили дослідники.
Декілька років тому Ніл Турок також припустив, що в момент Великого вибуху разом з нашим Всесвітом з’явилася її «дзеркальна» альтернатива, яка прямувала у зворотному напрямку по осі часу. Зокрема ця гіпотеза дає можливість пояснити існування темної матерії, яка недоступна для огляду будь-якими дослідницькими інструментами.
Критика багатосвітової концепції
Незважаючи на перші прикладні кроки у дослідженні «альтернативних всесвітів», багато дослідників називають їх антинауковими і не розглядають серйозно будь-які розмови про існування інших світів.
Наприклад, у 2003 році космолог Пол Девіс писав, що ідеї про нескінченну кількість всесвітів, засновані на нескінченності найближчого нам Всесвіту, «все частіше потрібно приймати на віру, і вони все рідше підлягають науковій перевірці».
«Пояснення крайніх мультивсесвітів нагадують богословські дискусії. Справді, звернення до безлічі невидимих всесвітів для пояснення незвичайних особливостей тієї, що ми бачимо, так само довільне, як заклик до невидимого Творця. Теорію мультивсесвіту можна оформити науковою мовою, але, по суті, вона потребує такого ж стрибка віри», — казав Девіс.
Інший космолог і фахівець із загальної теорії відносності Джордж Елліс упевнений, що мультивсесвіт — це нетрадиційна наукова теорія. За його словами, навіть якщо мультивсесвіт існує далеко за межами космологічного горизонту — люди навряд чи колись зможуть виявити докази цього.
«Причина, через яку деякі вчені серйозно ставляться до можливості існування мультивсесвіту, в якій константи різняться в різних всесвітах, полягає в тому, що він, здається, пояснює тонке налаштування. Але за найближчого розгляду висновок від тонкого настроювання до мультивсесвіту є прикладом помилкового судження», — писав філософ і дослідник свідомості з Даремського університету у Великій Британії Філіп Гофф.
У теоретичній фізиці тонким налаштуванням називають процес, у якому параметри моделі мають бути дуже точно налаштовані, щоб відповідати певним спостереженням.